消防給水及消火栓系統(tǒng)工程技術(shù)與發(fā)展

吳斌

摘要：消防系統(tǒng)是我國(guó)消防事業(yè)的重要組成部分，其技術(shù)發(fā)展影響著減災(zāi)防災(zāi)程度，在日常生活中對(duì)于降低財(cái)產(chǎn)損失和保護(hù)人民生命方面發(fā)揮著極其重要的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，消防技術(shù)也在不斷的提高，消防事業(yè)越來(lái)越受到人們的重視。本文就消防系統(tǒng)中消防給水和消火栓技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：消防給水系統(tǒng)；消火栓系統(tǒng)；技術(shù)；發(fā)展

1.消防給水和消防給水系統(tǒng)的概念

消防給水是指由消防水源和供水管網(wǎng)組成的向水滅火設(shè)施供水的給水系統(tǒng)，按供水壓力分為常高壓、臨時(shí)高壓和低壓系統(tǒng)；而消防給水系統(tǒng)則是由消防給水和水滅火設(shè)施組成的系統(tǒng)，這兩者的的科學(xué)定義將為消防給水和消防給水系統(tǒng)的發(fā)展確立良好的基石。

2.市政與建筑物室外消防設(shè)計(jì)流量

我國(guó)現(xiàn)行的市政消防用水量為10～100L/s，建筑物室外消火栓設(shè)計(jì)流量為10～45L/s，堆場(chǎng)等的室外消防用水量為10～60L/s。依據(jù)滅火用水量保證率97%的新理念，進(jìn)一步確認(rèn)我國(guó)市政和室外消火栓用水量。目前消防部隊(duì)加強(qiáng)第一出動(dòng)以提高滅火成功率的戰(zhàn)訓(xùn)規(guī)定，第一出動(dòng)一般為3輛消防車，載水總量為6～10m?，滅火成功率在95%左右，超過(guò)3個(gè)中隊(duì)出動(dòng)的火災(zāi)概率極低，市政消防給水量滿足室外消防用水量要求，因此從滅火用水量保證率97%來(lái)看，我國(guó)的城市和建筑物室外消火栓用水量能滿足消防滅火的需要。

3.室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量

我國(guó)室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為5～40L/s，世界各國(guó)室內(nèi)消火栓給水設(shè)計(jì)流量差異很大，其原因是消防救援力量和國(guó)民消防意識(shí)不同造成的。根據(jù)本次規(guī)范引入的滅火用水量保證率97%，借鑒英國(guó)BS7974火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在不設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，酒店、俱樂(lè)部、餐廳過(guò)火面積為101m?，辦公、零售建筑無(wú)噴淋時(shí)過(guò)火面積為100～199m?，按照上述過(guò)火面積，依據(jù)體積法消防用水量計(jì)算式（1）和式（2），計(jì)算結(jié)果消防用水量基本在40L/s以內(nèi)，因此滿足消火栓設(shè)計(jì)流量。

（1）

式中q—建筑物一次消防用水量，m?，V—火災(zāi)過(guò)火建筑物部分的體積，m?

f1—建筑物危險(xiǎn)等級(jí)系數(shù)，按火災(zāi)危險(xiǎn)性從高到低分別為3、4、5、6、7；f2—建筑結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)系數(shù)，分別為0.5、0.75、1.0、1.5

（2）

式中Q—室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量，L/s；T—火災(zāi)延續(xù)時(shí)間，h

4.消防泵和穩(wěn)壓泵

4.1消防泵

消防水泵是消防給水系統(tǒng)的核心部分，消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)消防水泵提出了一系列技術(shù)要求，如單臺(tái)水泵最小流量為10L/s，最大為320L/s；水泵所配電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)滿足所選水泵流量揚(yáng)程性能曲線上任何一點(diǎn)運(yùn)行所需功率的要求；流量揚(yáng)程性能曲線應(yīng)無(wú)駝峰，零流量時(shí)的壓力不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的140%，且不宜小于設(shè)計(jì)額定壓力的120%，當(dāng)出流量為設(shè)計(jì)流量的150%時(shí)，其出口壓力不應(yīng)低于設(shè)計(jì)壓力的70%；泵軸的密封方式和材料應(yīng)滿足消防水泵在低流量時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；消防給水同一泵組的消防水泵型號(hào)宜一致，且工作泵不宜超過(guò)3臺(tái)，多臺(tái)并聯(lián)時(shí)，應(yīng)校核流量疊加對(duì)消防泵出口壓力的影響等。

4.2穩(wěn)壓泵

從功能出發(fā)明確了穩(wěn)壓泵的流量和壓力確定原則，流量應(yīng)滿足系統(tǒng)管網(wǎng)正常的泄流量和系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)流量的要求，《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268—2008）條文說(shuō)明規(guī)定DN100的鋼管允許滲水量0.28L/（min.km），DN150的鋼管允許滲水量為0.35L/（min.km）。國(guó)際城市給水平均單位管長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)漏水量為0.32L/（min.km）。預(yù)測(cè)室外管網(wǎng)的漏水量，而室內(nèi)管網(wǎng)的漏水量相對(duì)較小，因此穩(wěn)壓泵應(yīng)滿足系統(tǒng)充水要求，可根據(jù)管網(wǎng)漏水量確定。

5.消防給水

消防給水系統(tǒng)的選擇和分區(qū)是消防給水的重要組成內(nèi)容，根據(jù)工程實(shí)踐，工藝裝置區(qū)和堆場(chǎng)的室外消火栓相當(dāng)于建筑物室內(nèi)消火栓，為此規(guī)定工藝裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)采用高壓或臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，堆場(chǎng)宜采用低壓消防給水系統(tǒng)，但當(dāng)可燃物堆垛高度高，撲救難度大易起火，且遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)消防站時(shí)應(yīng)采用高壓或臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)。高層民用建筑和大型公共建筑應(yīng)設(shè)置屋頂消防水箱，其他工業(yè)建筑確有困難，在采取安全可靠的消防給水技術(shù)措施時(shí)可采用穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓的臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)。消防給水系統(tǒng)明確了消防給水分區(qū)的技術(shù)和系統(tǒng)選擇原則，消火栓栓口處的靜水壓力不宜大于1.0MPa，但最大不應(yīng)大于1.2Mpa，靜水壓力大于1.0Mpa時(shí)應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)報(bào)警閥處的壓力不應(yīng)大于1.6MPa，噴頭處的壓力不應(yīng)大于1.2MPa；消防給水系統(tǒng)最高工作壓力不應(yīng)大于2.4MPa。

6.消火栓系統(tǒng)

消火栓分為市政、室外和室內(nèi)消火栓，借鑒自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)提出了室內(nèi)干、濕式消火栓系統(tǒng)的適用條件，并規(guī)定了干式系統(tǒng)的充水時(shí)間不應(yīng)大于5min的技術(shù)要求。為提高市政消火栓供水的可靠性，規(guī)定市政給水管網(wǎng)平時(shí)運(yùn)行工作壓力不應(yīng)低于0.14MPa，消防時(shí)最不利消火栓的出流量不應(yīng)小于15L/s，且供水壓力不應(yīng)低于0.10MPa（壓力從地面算起）。因地上式消火栓經(jīng)常被碰撞，為此規(guī)定市政消火栓的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)避免機(jī)械撞擊，必須時(shí)應(yīng)采取防撞擊措施。倒流防止器的水頭損失比較大，在流速較大時(shí)更是如此，為提高室外消防給水的可靠性提出應(yīng)在倒流防止器前設(shè)置室外消火栓，以提高消防給水的可靠性。通過(guò)研究消防部隊(duì)滅火救援實(shí)戰(zhàn)和滅火進(jìn)攻工藝要求，消火栓的設(shè)置應(yīng)滿足滅火救援工藝要求，消火栓撲救火災(zāi)與自動(dòng)噴水相比始終是火源的外圍撲救，因此消防電梯前室的消火栓應(yīng)計(jì)入消防撲救用消火栓數(shù)量，室內(nèi)消火栓應(yīng)首先設(shè)置在樓梯口等外圍撲救火災(zāi)的地點(diǎn)。

7.消防給水系統(tǒng)控制

我國(guó)消防水泵的管理一直沒(méi)有得到解決，不少消防水泵平時(shí)不運(yùn)行，水泵軸銹蝕嚴(yán)重消防時(shí)無(wú)法啟動(dòng)，耽誤滅火時(shí)機(jī)，致使釀成大禍。為解決消防水泵的日常管理問(wèn)題，提出了針對(duì)消防水泵的自動(dòng)巡檢要求，以滿足消防水泵的安全可靠性。為保證消防水泵的可靠啟動(dòng)和運(yùn)行，要求應(yīng)有2個(gè)自動(dòng)啟泵信號(hào)，1個(gè)動(dòng)作就啟泵， 消防水泵一旦啟動(dòng)不允許自動(dòng)停泵，同時(shí)應(yīng)設(shè)置機(jī)械啟泵按鈕，控制柜為了防水，在泵房?jī)?nèi)應(yīng)采用IP55，在控制室內(nèi)可采用IP30等。

8.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，消防系統(tǒng)因平時(shí)不用而無(wú)法通過(guò)運(yùn)行來(lái)判斷優(yōu)劣，只能通過(guò)火災(zāi)的洗禮才能鑒別其合理性和可靠性，但火災(zāi)又是頻發(fā)的小概率事件，對(duì)于一棟建筑物來(lái)說(shuō)可能20年一遇甚或更長(zhǎng)的時(shí)間，因此其技術(shù)的進(jìn)步不能因火災(zāi)發(fā)生的頻率小而停下來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，消防技術(shù)也要不斷更新，結(jié)合國(guó)家現(xiàn)行有效的相關(guān)法律法規(guī)，在消防給水系統(tǒng)選擇、室內(nèi)外消火栓給水設(shè)計(jì)流量、屋頂消防水箱有效容積和設(shè)置高度、消防水泵和穩(wěn)壓泵的技術(shù)和參數(shù)取值方面不斷進(jìn)行研究和創(chuàng)新，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)才能保證消防給水系統(tǒng)能及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的投入到救火工作中去，最大限度的降低火災(zāi)帶來(lái)的損失。

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